DE2330181A1

DE2330181A1 - Verfahren und vorrichtung zum identifizieren von objekten

Info

Publication number: DE2330181A1
Application number: DE2330181A
Authority: DE
Inventors: Norbert K Acker
Original assignee: SCANNER
Current assignee: SCANNER
Priority date: 1972-08-07
Filing date: 1973-06-14
Publication date: 1974-02-28
Also published as: JPS4970533A; US3801775A; FR2197200A1; DE2330181B2; NL7310852A; JPS5543536B2; FR2197200B1

Description

240/1 Scanner, Inc.

Verfahren und Vorrichtung zum Identifizieren von Objekten

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Identifizieren von Objekten mittels DateninforntaJyLpnen, wobei die Objekte in wahlloser Position und Ausrichtung "¹^ und zu wahllosen Zeiten in einem bestimmten Gebiet erscheinen können und auf einer Oberfläche eine Kennzeichnung mit einer bestimmten Ausrichtung aufweisen, die zumindest in einer Datenspur angeordnete, kontrastierende Datenmarkierungen umfaßt.

Derartige Verfahren und Vorrichtungen sind grundsätzlich bereits bekannt. Bei den Objekten handelt es sich beispielsweise um Handelsware, Warenhausteile oder dergleichen, die in durch «aschinen-lesbarer Form gekennzeichnet sind. Hierfür werden maschinenlesbare Codes auf den Objekten befestigt oder in anderer Weise auf ihnen angebracht, wobei die Codes die Objekte in dem jeweils nötigen Ausmaß kennzeichnen. Eine solche Kennzeichnung kann aus einer oder mehreren Daten wie Teilenummern, Qualitäts-, Dimensions-, Preisangaben oder aus einer Markierung, die die Anzahl des Inhaltes,beispielsweise einer Schachtel, angibt, und dergleichen bestehen. Diese Identifizierungsdaten sind in irgendeiner Weise auf den Oberflächen der Objekte angebracht.

Diese Daten können nur schwer ohne irgendwelche zerstörenden Einflüsse abgelesen werden. Im allgemeinen unterscheiden sich die Objekte nämlich in ihrer Größe und Ausdehnung und tragen, was am ausschlaggebendsten ist, ihre Dateninforma-

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tionen an unregelmäßig verteilten Stellen. Infolgedessen kann beim Ablesen der Daten nicht davon ausgegangen werden, daß diese in einer bestimmten Position mit festgelegter Orientierung und zu bestimmten Zeiten zur Verfügung stehen. Mit anderen Worten ist das Ablesen dieser Daten nicht vergleichbar beispielsweise mit der Ablesung von Lochkarten, wobei eine Karte in einer genau definierten Ableseposition mit an Führungsschienen anliegenden Kanten und zu genau festgelegten Zeiten zur Verfügung steht. Im vorliegenden Fall trifft genau das Entgegengesetzte zu. Die Dateninformationen auf einem Objekt erscheinen hier nur mehr oder weniger annäherungsweise an einem bestimmten Ort, wobei auch ihre Ausrichtung sowie die Zeit ihres Erscheinens relativ willkürlich ist.

Als Anwendungsbeispiel kann eine automatisierte Ausgabeeinrichtung eines Supermarktes angesehen werden, wobei als Dateninformation der Preis abgelesen werden soll. Die Objekte bestehen dabei aus verschiedenen Arten von Handelsware wie Schachteln unterschiedlicher Form und Größe, Flaschen, Kartons usw.. Diese Objekte erscheinen nacheinander in der Ausgabeeinrichtung, in der der Preis abgelesen und gebucht werden soll. Die einzige Bedingung die dabei gestellt wird, ist, daß die Oberfläche, die die Dateninformation trägt, in eine bestimmte Richtung, beispielsweise nach oben, zeigen muß. Es ist jedoch unmöglich, zu verlangen, daß die Lage und Ausrichtung der Dateninformation, die hler den Preis angibt, genau vorbestimmt ist. Die verschiedenen Datenxnformationen auf den unterschiedlichen Objekten erscheinen somit an unterschiedlichen Stellen in unterschiedlicher Ausrichtung. Ebenso erscheinen die Dateninformationen in der Ausgabeeinrichtung nicht in festen Abständen oder in regelmäßiger Folge an der Ablese-

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station. Deshalb muß die Ablesestation nach den Dateninformationen suchen und sie in richtiger Ausrichtung ablesen.

Es ist die Aufgabe .der vorliegenden Erfindung, ein zuverlässig durchführbares Verfahren zur Identifizierung solcher Objekte und einer Vorrichtung zur automatischen Durchführung eines solchen Verfahrens anzugeben. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Kennzeichnung mit einer Positionsidentifizierungsmarkierung zur Bestimmung der Lage der Kennzeichnung und deren Beginn versehen wird, die eine Charakteristik besitzt, durch die die winkelmäßige Orientierung der Datenspur bestimmt werden kann, das bestimmte Gebiet zum Suchen einer Markierung und zur Anzeige deren Lage sowie der die winkelmäßige Orientierung der Datenspur angebenden Charakteristik abgetastet wird, eine Darstellung der Richtung und des Beginns der Daten der Datenspur in Abhängigkeit von der angezeigten Lage und winkelmäßigen Orientierung erzeugt wird und die Abtastung der Kennzeichnung dergestalt gesteuert wird, daß die Datenspur in Abhängigkeit von und auf der Basis der genannten Darstellung gelesen wird.

Dieses erfindungsgemäße Verfahren ist, wie die Praxis gezeigt hat, äußerst zuverlässig und ermöglicht es, sicher arbeitende Vorrichtungen zum fehlerlosen maschinellen Lesen der Dateninformationen zu schaffen. Die Position und die winkelmäßige Ausrichtung der Kennzeichnung und damit der Datenspur wird dabei durch die Posxtionsxdentifizierungsmarkierung bestimmt. Diese besitzt ein gewisses eigentümliches und deshalb beim Abtasten wiedererkennbares Muster, durch das die Anwesenheit und die Lage einer Kennzeichnung in einem bestimmten Gebiet, das bei der Abtastung überstrichen

wird, anzeigbar ist. Die Markierung oder Markierungen besitzen dabei zusammen eine asymmetrische Form, durch die der Beginn und die Richtung der Datqnspur bestimmbar ist. Nach dem Erkennen und Anzeigen der Position und der Orientierung der Kennzeichnung werden die Datenspur bzw. die Datenspuren abgetastet und dabei gelesen.

Die Positionsidentifizierungsmarkierung sollte zumindest einen Teil besitzen, der beim Überqueren durch eine Abtastlinie einen Videoausgang erzeugt, dessen Helligkeitsänderung bei einer Digitalisierung ein bestimmtes Bit-Muster erzeugt, das leicht erkennbar ist. Wenn dieser Teil symmetrisch ist, wird die richtungsmäßige Asymmetrie durch zusätzliche Markierungen erzeugt, die dann die Orientierung der Kennzeichnung festlegen. Wenn der Hauptteil der Positionsidentifizierungsmarkierung symmetrisch ist und beispielsweise aus einem Ringmuster besteht, kann durch dessen Abtasten in verschiedenen Richtungen seine Anzeige überprüft werden. Generell muß dafür gesorgt werden, daß ein Videosignal - Bit-Muster auftritt, das wiedererkennbar ist. Wie unwahrscheinlicher es ist, daß das Muster zufällig auftreten kann, desto weniger besteht die Notwendigkeit einer zusätzlichen Überprüfung der Abtastung des Musters unter veränderten Abtastbedingungen. Die die Asymmetrie erzeugende Markierung oder Markierungen können sehr einfach sein, wenn die Wahrscheinlichkeit des Auftretens einer solchen Markierung in einem bestimmten Abstand zu der Hauptmarkierung niedrig ist.

Beispielsweise wird die Lage und evtl. auch der Beginn der Datenspur durch ein aus konzentrischen Ringen bestehendes Muster bestimmt, während eine andere Markierung oder ein

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anderes Muster, das von dem ersten verschieden ist, das Ende der Datenspur markiert, und die Ausrichtung der Muster zueinander die Richtung angibt, die zum Abtasten der Datenspur oder Datenspuren notwendig ist. Die besondere Asymmetrie, die sich aus der unterschiedlichen Konfiguration der beiden Muster ergibt, gibt die Ausrichtung vom Anfang bis zum Ende der Ableseoperation an.

Wenn die Ringmuster ähnlich oder gleich sind, ist die Positionsidentifizierungsmarkierung insgesamt symmetrisch und der Beginn der Daten muß vom Datenende durch Verarbeitung der abgelesenen Daten voneinander unterschieden werden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen in Ausführungsbeispielen näher erläutert.

In den Zeichnungen zeigt:

Fig. la, Ib in schematisierter Weise zwei unterschiedliche aber sich entsprechende Prinzipien zur Anzeige und zum Lesen einer Kennzeichnung,

Fig. 2 eine Kennzeichnung mit einer Positions- und Orientierungsidentifizierungsmarkierung,

Fig. 2a, 2b Impulsdiagramme zur Anzeige der Kennzeichnung,

Fig. 3 ein Blockdiagramm der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Identifizieren von Objekten,

Fig. 3a zusätzliche Maßnahmen für das Diagramm gemäß Fig. 3,

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Fig. 4 u. 5 Diagramme, die die Anzeige der Ausrichtung der Kennzeichnung verdeutlxchen,

Fig. 6 eine variierte Ausführung einer Kennzeichnung und

Fig. 7 ein Blockdiagramm zur Ergänzung des Diagramms gemäß Fig. 3 für dessen Anpassung an eine Kennzeichnung gemäß Fig. 6.

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In den Fig. la und Ib sind zwei Beispiele für das der Erfindung zugrunde liegende Prinzip dargestellt, die hinsichtlich der wesentlichen Gesichtspunkte der Erfindung einander völlig äquivalent sind. In Fig. la ist ein Abtast- und Suchfeld 10 als ein in einer Ebene liegender Bereich vorgesehen, durch den Objekte wie das Objekt 11 hindurchlaufen, die Kennzeichnungen in der Art der Kennzeichnung 100 tragen. Die Kennzeichnung kann wahllos bezüglich ihrer Position und / oder ihrer Orientierung im Hinblick auf das Feld 10 sein und erscheint in ihm in einem unbekannten Augenblick. Beispielsweise kann das Objekt 11 von Hand in den Bereich, gebracht werden oder mittels eines Förderbandes den Bereich und das Feld 10 passieren.

Die Kennzeichnung 100 identifiziert oder beschreibt wesentliche Informationen des Gegenstandes, an dem sie angebracht ist. Solche Informationen können Teilenummern und / oder Identifizierungscodes mit oder ohne quantitative und / oder dimensionsmäßige Beschreibungen und / oder Preisangaben und dergleichen sein. Die Kennzeichnung 100 braucht nicht exakt in der Ebene des Abtast- und Suchfeldes zu liegen. Wie nachfolgend noch ersichtlich ist, ist hierbei ein gewisser Toleranzbereich möglich.

Der Zweck der beschriebenen Anordnung besteht darin, den Inhalt der Kennzeichnung 100 abzulesen, ohne dabei deren Träger, nämlich das Objekt 11, irgendwie zu handhaben. Das Objekt braucht infolgedessen weder in eine besondere Ableseposition der Kennzeichnung gedreht oder geschoben

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zu werden. Die Kennzeichnung soll vielmehr in jeder Lage und in jeder Ausrichtung innerhalb des Feldes 10 ablesbar sein. Die Kennzeichnung 100 muß jedoch in eine bestimmte Richtung, beispielsweise nach oben, nach unten oder zu einer bestimmten Seite hin zeigen. Im dargestellten Beispiel muß sie sich oben auf den Objekten befinden. Die Ableseanordnung der Fig. la besitzt eine Lichtquelle 12 (falls das Licht der Umgebung nicht ausreicht). Eine Vidikon-Röhre 14 ist so angeordnet, daß sie das Abtast- und Suchfeld 10 überwachen kann. Die Breitenausdehnung des Feldes 10 ist infolgedessen durch den Beobachtungswinkel der Vidikon-Röhre oder durch das von der Lichtquelle 12 beleuchtete Gebiet definiert, das in jedem Fall weniger breit ist.

Die Vidikon-Röhre 14 wird durch eine Abtaststeuerschaltung gesteuert und liefert ihren Video-Ausgang an eine Videosignalverarbeitungsschaltung 15. Die Schaltungen 15 und 20 arbeiten in einer bestimmten Weise miteinander, wie nachfolgend beschrieben wird. Insbesondere steuert die Abtaststeuerschaltung 20 die Abtastung durch die Vidikon-Röhre in Abhängigkeit von dem Videoausgang in der Weise, daß ein Abtastniveau erhalten wird, von dem aus die Daten der Kennzeichnung erhalten werden können.

Der Videoausgang liefert während bestimmter Arbeitsphasen der Abtaststeuerschaltung 20 die korrekten Daten. Die Daten werden in einer Datenverarbeitungsschaltung 16 verarbeitet, wobei auch die Rechtmäßigkeit der abgelesenen Daten nachgeprüft wird. Wenn diese nicht korrekt sind, wird der Befehl "wiederholen" an die Abtaststeuerschaltung gegeben, wobei dann auch gegebenenfalls die Kennzeichnung wiedergesucht werden kann.

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Die Fig. Ib beschreibt dazu eine alternative Lösung, bei der ein Lichtpunktabtaster 17 zur Beobachtung des Feldes vorgesehen ist und eine fotoelektrische Vorrichtung 18 zur Bildung des Videoausgangs benutzt wird. Der Lichtpunktabtaster 17 wird dabei durch die Abtaststeuerschaltung 10 in analoger Weise wie die Vidikon-Röhre in Fig. la gesteuert, wobei der fotoelektrische Videoausgang ebenfalls in analoger Weise wie in Fig. la in der Videosignalverarbeitungsschaltung 15 verarbeitet und genutzt wird.

Es ist Zweck der Vorrichtungen 15 - 20, entweder unter Verwendung der Vidikon-Röhre 14 oder des Lichtpunktabtasters 17 und der fotoelektrischen Vorrichtung 18 ein Datenfeld oder eine Kennzeichnung zu erkennen durch Abtasten des Abtast- und Suchfeldes gemäß einem das gesamte Feld 10 oder zumindest des Randbereiches, in dem eine Kennzeichnung (beispielsweise bei Verwendung eines Förderbandes) auftauchen kann, überdeckenden Such-Abtastrasters. Zusätzlich arbeiten die Vorrichtungen 15 - 20 dergestalt, daß die Daten in richtiger Ausrichtung und Reihenfolge und gegebenenfalls - zur Feststellung von Irrtümern - wiederholt abgelesen werden können.

Es ist leicht ersichtlich, daß die Abtastebene, d.h. der Abstand des Feldes 10 von der Abtasteinrichtung, nicht allzu genau definiert zu sein braucht. Wenn angenommen wird, daß die Gegenstände auf einem Tisch oder einem Band oder dergleichen vorbeigeführt werden und unterschiedliche Höhen besitzen, so kann diese Höhe beispielsweise um 2 1/2 cm variieren (was innerhalb eines vernünftigen Bereiches für Supermarktgegenstände liegt). Wenn die Aufnahme- und Abtastvorrichtung ungefähr 25 cm höher

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liegt, variiert die Kennzeichnung hinsichtlich der Bildgröße um ungefähr — 5 % in bezug auf einen mittleren Abstand und bleibt somit innerhalb der Tiefenschärfe irgendeiner benutzten optischen Vorrichtung. Die Markierungen auf der Kennzeichnung müssen einfach ausreichend groß sein, so daß eine Größenänderung um - 5 % die Ablesung nicht beeinflußt.

In Fig. 2 ist ein wenig schematisch ein Beispiel für eine Kennzeichnung 100 dargestellt. Die Kennzeichnung besitzt rechteckförmige Kontur und umfaßt insgesamt eine asymetrische Positxonsidentifxzierungscodxerung, kurz PIC genannt. Die Codierung umfaßt eine erste Markierung 101, die aus miteinander kontrastierenden konzentrischen Ringen mit unterschiedlichem Abstand voneinander besteht. Die Markierung 101 ist dabei in der Nähe des einen Endes der Kennzeichnung angebracht, während an dem entgegengesetzten Ende eine zweite Markierung 102 angeordnet ist, die beispielsweise aus einer zweiten Anordnung von konzentrischen Ringen mit im Vergleich mit den Ringen der Markierung 101 unterschiedlicher Ausbildung besteht. Die Unterschiede können in der Anzahl der Ringe und / oder in dem Abstand der Ringe voneinander bestehen. Die Mittelpunkte dieser Ringe werden als Punkte 1 bzw. 2 identifiziert. Durch diese Mittelpunkte läuft eine unterhalb einer Linie 105 liegende imaginäre Kennzeichnung.

Diese beiden Anordnungen von Ringen haben den folgenden Zweck:

a) Zumindest eine dieser Markierungen muß ausreichend charakteristisch hinsichtlich der Ringanordnung sein, damit eine sichere Identifizierung der Lage der Kennzeichnung 100 erhalten wird, wenn diese sich

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in dem Abtast- und Suchfeld befindet, damit andere in dem Suchfeld auftauchende Muster ausgeschlossen werden. ·

b) Wichtiger noch als das im Absatz a) Beschriebene ist, daß beim Video-Abtasten der Markierung auf einer Linie, die durch den Mittelpunkt 1 führt, ein Impulsverlauf entsteht, durch den alle anderen Impulsverlaufe, die beim Abtasten des Abtast- und Suchfeldes auftreten können, ausgeschlossen werden. Fig. 2a zeigt einen Taktimpulsverlauf, der mit einer Video-Abtastung zusammenfällt und die Abtastoperation zeitlich digitalisiert. Bei dem Abtasten einer Linie durch den Punkt 1 der Markierung 101 kann, wie in Fig. 2b dargestellt, in zeitlicher Korrelation zu dem Taktimpulsen der Fig. 2a ein digitalisierter Impulsverlauf aus dem Videoausgang erhalten werden. Es ist leicht ersichtlich, daß durch mehr oder weniger zufälliges Wählen des Abstandes und der Anzahl der Ringe ein mehr oder weniger vorbestimmter, quasi willkürlicher Impulsverlauf bei ihrer Anzeige entsteht, wobei die Möglichkeit des Auftretens solcher Impulsverlaufe mit der Anzahl der verwendeten Ringe und durch die Wahl von unterschiedlichen Abständen zwischen ihnen verringert wird. Ein zufälliges Auftreten des dargestellten Impulsverlaufes wird praktisch aufgrund der Wiederholung und der Symmetrie der "zufälligen" Ringanordnung ausgeschlossen.

c) Die Erkennung des Impulsverlaufes beinhaltet gleichzeitig die Erkennung des den Mittelpunkt der Ringe bildenden Punktes 1. Es können deshalb durch richtige Korrelation der Abtaststeuerung

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und der Videosignalverarbeitung die Koordinaten des Mittelpunktes der Ringe in einem Abtastraster einfach erkannt werden.

d) Da die Markierung 101 aus Ringen besteht, wird sie unabhängig davon, in welcher Richtung die Abtastung verläuft, angezeigt; oder anders ausgedrückt, das Abtastraster überquert die Markierung 101 unabhängig von der Ausrichtung der Kennzeichnung 100.

e) Die Anzeige der Markierung 101 durch Erkennen eines bestimmten Musters bewirkt nicht nur eine ungefähre Anzeige der Lage der Kennzeichnung in dem Abtast- und Suchfeld in Form von Abtastkoordinaten, sondern bewirkt auch die Anzeige des einen Endes der angezeigten Daten, wobei die komplizierter aufgebaute Markierung 101 am Beginn des Datenfeldes angebracht sein kann.

f) Die Anzeige der Markierung 102 bewirkt als Erkennung eines charakteristischen aber unterschiedlichen Musters in analoger Weise die Anzeige des den Mittelpunkt der Ringe der Markierung 102 darstellenden Punktes 2. Aus gleichen Gründen ist nun die Ausrichtung des Datenfeldes erkannt worden, da zum einen die Daten sich zwischen den beiden Markierungen erstrecken, zum anderen die Richtung der die beiden Punkte 1 und 2 verbindenden Linie 105 die winkelmäßige Ausrichtung der Kennzeichnung 100 definiert und weiterhin die relative Lage der das Ende der Daten anzeigenden Markierung 102 zu der den Beginn der Daten anzeigenden Markierung 101 die genaue Ausrichtung

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des Datenfeldes sicher angibt. Es sollte hier erwähnt werden, daß in dem Fall, in dem die Positionsidentifizierungscodes (PIC) ähnlich sind, ihre Anzeige nicht ein Charakteristikum für den Beginn und das Ende der Daten bilden. Dieses muß in einem solchen Fall separat bestimmt werden.

Die Wirkungsweise der VideosignalVerarbeitungsschaltung und der Abtaststeuerschaltung 20 kann somit hinsichtlich des durch sie angestrebten Zieles im einzelnen dargestellt werden. Zu Beginn liegt eine allgemeine Suchphase, in der die Gegenwart einer Kennzeichnung in dem Abtast- und Suchfeld angezeigt wird. Danach folgt eine Ausrichtungssuchphase, in der die winkelmäßige Ausrichtung der Kennzeichnung in dem Suchfeld angezeigt wird. Diese beiden Phasen können sich überlappen oder sogar zusammenfallen, soweit es die Steuerung der Wirkungsweise betrifft, wobei ein solches Zusammenfallen vor allen Dingen als Vereinfachfcung angesehen wird. Es wird noch beschrieben werden, daß auch Vorsorge dafür getroffen werden kann, daß die beidenPhasen aufeinanderfolgen, um so (paradoxer Weise) Zeit einzusparen. Als Drittes wird die Abtastung so gesteuert, daß die Daten von der Kennzeichnung abgelesen werden. Die verschiedenen Operationsphasen und deren Unterphasen werden durch eine Phasensteuerungseinheit 40 beeinflußt, die eine geeignete Steuerung und entsprechende Signale bewirkt und dabei die verschiedenen Operationsphasen bestimmt.

In Fig. 2 sind zwei in bezug auf die Linie 105 symmetrisch zwischen den Mittelpunkten der Markierungen angeordnete Datenspuren 103 und 104 gezeigt. Die Daten können decodiert

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werden, wie es in der US-Anmeldung 818,030 vom 21.4.1969 oder der Deutschen Offenlegungsschrift 2 018 801 angegeben ist. Die Schaltungsanordnung gemäß Fig. 3 zeigt Einrichtungen für die Such-, Anzeige- und Ablesephasen und deren Wirkungsweise und enthält eine detailliertere Darstellung der Abtaststeuerschaltung 20.

Die Schaltungsanordnung nach Fig. 3 enthält zwei Rampensignalgeneratoren 21 und 22, die aus freischwingenden
Sägezahnoszillatoren von verschiedener Frequenz bestehen können, um so Linien- und Feldabtastsignale für ein Abtastraster zu erhalten. Die niedrige Frequenz eines der
Generatoren bestimmt dabei das Wiederholungsverhältnis
der Suchfeldabtastung. Während einer vollständigen Feldabtastung wird jeder Punkt des Suchfeldes 10 (Fig. 1)
untersucht. Dabei macht es keinen Unterschied, welcher
der beiden Rampensignalgeneratoren zur "Linienabtastung" eine höhere und welcher zur "Feldabtastung" eine niedrigere Frequenz besitzt. Ebenso sind diese beiden Abtastrichtungen willkürlich. Die Abtastung unterscheidet jedoch zwischen zwei Richtungen, die nachfolgend X- und Y-Richtung genannt werden.

Die Such- und Anzeigephase wird durch ein Phasensignal 01 von der Phasensteuerungseinheit 40 bestimmt. Der Rampensignalgenerator 21 liefert ein Signal für eine Steuerschaltung 24, die die Ablenkung in X-Richtung in der Vidikon-Röhre oder dem Lichtpunktabtaster steuert. Ein Gatter 23 läßt
das Rampensignal zu der Steuerschaltung 24 für die X-Ablenkung der Vidikon-Röhre oder des Lichtpunktabtasters während der Dauer des Phasensignales 0 1 passieren. Das
X-Rampensignal durchläuft Signalsummierungspunkte 25 und 26, die während dieses Zeitpunktes keine anderen signale empfangen.

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Der Rampensignalgenerator 22 liefert ein analoges Abtastsignal für die Y-Richtung, das einer Steuerschaltung für die Y-Ablenkung zugeführt wird. Die gezeigte Schaltung 28 besitzt für die Y-Richtung eine Schaltungsanordnung, die der nachfolgend kurz beschriebenen Schaltungsanordnung für die X-Richtung analog und ähnlich ist.

Die Schaltungsanordnung mit den Bauteilen 21 - 28 bewirkt eine sich periodisch wiederholende Rasterabtastung des Suchfeldes, wobei die gleichzeitig erhaltene Videoinformation zuerst in einem Video-Eingangskreis 151 verarbeitet wird. Der Video-Eingangskreis 151 empfängt auf diese Weise eine Art analoges Signal, das die Reflektionshelligkeit des abgetasteten Punktes angibt. Abgesehen von einer Verstärkung kann der Eingangskreis 151 einen Niveaudiskriminator besitzen, der auch als Digitalisierer für niedrige Auflösung bezeichnet werden kann und nur zwischen Signalen unterhalb und überhalb eines bestimmten Niveaus unterscheidet. Der Eingangskreis 151 liefert auf diese Weise ein Signal von Rechteckimpulsen, wobei der Signalpegel zwischen zwei Pegeln in mehr oder weniger zufälligen Zeiten variiert, je nachdem wie der mehr.oder weniger zufällige Inhalt der optischen Information des Suchfeldes sich entlang der Abtastlinie ändert.

Das "digitalisierte" Videosignal kann mit einem Taktgeb-er 30 synchronisiert werden, so daß es beim Ausgang des Eingangskreises 151 im Verhältnis von Taktimpulsen erscheint. Der Taktgeber 30 kann eine Frequenz mit einer Schwingungsperiode besitzen, die der Fortpflanzungszeit des Abtastpunktes für die entsprechende Breite entspricht, Auf diese Weise wird beim Abtasten einer Linie in einem Niveau des Suchfeldes, die durch den Mittelpunkt eines

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Ringmusters wie das der Markierung 101 läuft, ein der Fig. 2b entsprechender Impulsverlauf am Ausgang des Eingangskreises 151 auftreten. Der in Fig. 2a gezeigte Taktimpulsverlauf wird durch den Taktgeber 30 erzeugt. Das digitalisierte Videosignal passiert ein Phasengatter und wird in ein Schieberegister 32 eingegeben, das ebenfalls durch den Taktgeber 30 betätigt wird.

Bei fortschreitender Abtastung auf einer in irgendeiner Richtung durch den Mittelpunkt der Markierung 101 laufenden Linie entsteht der Signalverlauf gemäß Fig. 2b am Eingang des Schieberegisters, so daß mehrere Bits in Reihenfolge 0,1,Op,1,0,1 auftreten, wobei die erste "1" für den Augenblick steht, in dem der Abtastpunkt den äußersten Ring passiert, die nächsten zwei "0" für den Zwischenraum zwischen diesem und dem nächsten Ring stehen, der selbst durch die nächste "1" dargestellt wird, der wiederum "0" folgt, worauf dann eine "1" für den innersten Ring auftritt, auf die wieder eine "0" folgt, etc.

Wenn infolgedessen die Bit-Anordnung 1,0,0,1,0,1 in den Schieberegisterstufen von links oder dem Schieberegistereingang beginnend auftritt, so befindet sich der Abtastpunkt im Punkt 1 der Markierung 101.

Ein Detektor-Decodierer 33 spricht auf die besondere Bit-Anordnung an und öffnet einen Schalter 34, durch den der X-Rampensignalgenerator 21 mit einer Aufnahme-und Halteschaltung 41 verbunden wird. Der so für einen Taktimpuls in der Aufnahme- und Halteschaltung 41 gehaltene Wert ist xl, der die X-Koordinate des Punktes 1 der Markierung 101 definiert. Der gleiche Ausgang des Detektor-

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Decodierers 33 wird in die Schaltung 28 eingegeben zur Steuerung der Aufnahme der.entsprechenden Y-Koordinate yl des Mittelpunkts der Markierung 101. In der Schaltung 28 ist dafür eine entsprechende Aufnahme- und Halteschaltung für yl vorgesehen.

Beim Fortschreiten der Abtastung gelangt die volle Bit-Anordnung gemäß Fig. 2b in das Schieberegister 32, sobald der Abtastpunkt wieder den äußersten Ring der Markierung 101 passiert. In diesem Augenblick spricht ein Detektor auf die vollständige Anzeige des wesentlichen Teils der Positionsidentifizierungsmerkmale an. Wenn diese Anzeige in diesem Fall sechs Taktimpulse nach der Anzeige des Mittelpunkts der Markierung 101 nicht erfolgt, kann der Inhalt der Aufnahme- und Halteschaltung 41 als Irrtum gelöscht werden und die Bit-Anordnung, die ein Ansprechen des Detektors 33 veranlaßt hat, ist versehentlich aufgetreten, Die Löschung braucht jedoch nictYt unbedingt notwendig zu sein, da viele Aufnahme- und Halteschaltungen einem neu aufgenommenen Eingang ohne Verzögerung aufwärts und abwärts folgen. Auf diese Weise wird, auch wenn zu irgendeiner Zeit ein irrtümlich aufgenommener Wert in der Schaltung gehalten wird, immer wenn ein neuer Wert erscheint und der gehaltene Wert zu diesem Zeitpunkt vorhanden ist, der neue Wert als der richtige Wert erscheinen.

Das Ansprechen des Detektors 35 zeigt die volle und tatsächliche Anzeige der ersten Markierung 101 an. Eine Bit-Anordnung wie sie beim Überqueren der Markierung 101 durch den Abtastpunkt auftritt, ist völlig einheitlich und es ist unwahrscheinlich, daß eine solche Anordnung zufällig oder versehentlich auftritt. Aber auch für einen solchen

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unwahrscheinlichen Fall wird das später erkannt, wie weiter unten ausgeführt wird. Der Ausgang des Detektors kann ein Flipflop 351 setzen, das einen Eingang für ein UND-Gatter 39 liefert.

Ein anderer Detektor-Decodierer 36 spricht auf eine Bit-Anordnung an, die einer Bit-Anordnung im Schieberegister 32 entspricht, nachdem der Abtastpunkt gerade eine Hälfte der zweiten Markierung 102 überlaufen hat. Diese Anzeige tritt früher und später auf als die Anzeige der Markierung 101. Eine erste Bestätigung der Tatsache, daß der Punkt der Markierung 102 angezeigt worden ist, erscheint, wenn sechs Taktimpulse später ein weiterer Decodierer 37 anspricht. Der Detektor-Decodierer 37 spricht auf die Bit-Anordnung an, die sich ergibt, wenn der Abtastpunkt sämtliche Ringe der Markierung 102 und deren Punkt 2 überquert hat.

Der Ausgang des Detektors 36 öffnet kurz einen anderen Schalter 38, durch den der X-Rampensignalgenerator 21 mit einer anderen Aufnahme- und Halteschaltung 42 für die X-KoQrdinate x2 des Punktes 2 der Markierung 102 verbunden wird. Nach Ansprechen des den vollen Durchgang anzeigenden Decodierers 37 wird ein zweites Flipflop 371 gesetzt, das dann einen zweiten Eingang für das UND-Gatter liefert. Wenn das UND-Gatter 39 zwei richtige Eingänge erhält, erzeugt es einen Ausgang, der anzeigt, daß die Koordinaten für beide Punkte des vollständigen Positionsidentifizierungscodes (PIC) tatsächlich angezeigt worden sind. Der Ausgang des Decodierers 36 wird naturgemäß zusätzlich einer Aufnahme- und Halteschaltung in der Schaltung 28 zum Speichern des Ausgangs des Y-Rampensignalgenerators 22 und des Zeitpunkts des Ansprechens des

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Detektor-Decodierers 36 zugeführt. Dieser Ausgang entspricht naturgemäß der Koordinate y2 des Punktes 2.

In der einfachsten ,Form ist die Anzeige der beiden Punkte 1 und 2 völlig unabhängig. Deshalb können beide Ringanordnungen kompliziert gestaltet werden, so daß die Anzeige ähnlicher Bit-Anordnungen in jedem Fall sehr unwahrscheinlich ist. Die zweite Bit-Anordnung kann jedoch einfach sein, wenn die Anordnung Bemessungseinrichtungen enthält, die gewährleisten, daß die Anzeige beider Markierungen innerhalb einer gewissen Zeitspanne erfolgen muß. ,

Aus Fig. 2 kann leicht erkannt werden, daß der größtmögliche Zeitraum zwischen der Anzeige der beiden Markierungen dann verstreicht, wenn der beispielsweise als Kennzeichnung dienende Aufkleber quer zur Richtung der Abtastlinien ausgerichtet ist. In diesem Fall entspricht die Verzögerung der Anzahl der Abtastlinien zwischen den beiden Abtastlinien, die durch die Mittelpunkte der Markierungen verlaufen (multipliziert mit der Zeit zum Abtasten einer Linie). Deshalb müssen die beiden Markierungen innerhalb eines Zeitraumes angezeigt werden, der nicht langer ist, als dieser Verzögerung entspricht; In einfacher Ausführung kann jedes der Flipflops 351 und 3 71 eine Verzögerungsschaltung, deren Verzögerung der genannten maximalen Verzögerung entspricht, einschalten. Wenn am Ende der Verzögerungszeit das Gatter 39 nicht angesprochen hat, werden die Flipflops zurückgesetzt, und die Suche nach dem Positionsidentifizierungscode (PIC) wird fortgesetzt.

Andere Bedingungen sind, daß die aufgenommenen Signale,

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die den X- und Y-Koordinaten der beiden Punkte 1 und 2 entsprechen, nicht weiter als der wirkliche Abstand zwischen diesen Punkten voneinander entfernt sein dürfen. Diese Bedingung kann getrennt dadurch überprüft werden, daß Schwellwertschaltungen benutzt werden, die die aufgenommenen Differenzen xl - x2 und yl - y2 darstellenden Signale mit Signalen vergleichen, die die maximal zulässigen Werte repräsentieren, um die Anzeige eines "falschen" Mittelpunkts auszuschließen. Ein Negativtest ergibt sich dabei wieder durch das Zurücksetzen der Flipflops 351 und 371. Ein Abtastverfahren ohne "verfälschten" zweiten Wert wird nachfolgend beschrieben.

Es ist ziemlich unwahrscheinlich (aber nicht völlig unmöglich), daß zufällige Kontraste in dem Suchfeld die Bit-Anordnung gemäß Fig. 2b erzeugen. Es besteht jedoch eine nicht zu entfernt liegende Möglichkeit, daß die Abtastlinien beim Abtasten der Datenmarkierungen eine Bit-Anordnung anzeigen, wie sie der Markierung 101 entspricht. Dabei würde sich selbstverständlich eine völlig falsche Abtastung für das Ablesen der Daten ergeben. Noch wahrscheinlicher ist eine zufällige Anzeige einer Bit-Anordnung, wie sie der Markierung 102 entspricht. Ein solcher Fehler wird jedoch durch die bereits beschriebenen Einrichtungen zur Überprüfung des Abstandes und der entsprechenden Zeit ausgeschlossen. Um die Richtigkeit einer Anzeige der Markierungen zu prüfen, kann zusätzlich oder alternativ in folgender Weise verfahren werden:

Aufgrund des Ausgangs des Gatters 39 schaltet die Phasensteuerungseinheit 40 ein Verwirklichungs-Phasensignal 0*1. Details sind in Fig. 3 dargestellt. Unter der Annahme, daß der X-Rampensignalgenerator 21 die schnelle Abtastung bewirkt, wird der aufgenommene und gehaltene Wert xl der Aufnahme- und Halteschaltung 41 dem Signalsummierungs-

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punkt 25 über ein Gatter 43 zugeführt, um die Steuerschaltung 24 für die X-Ablenkung auf diesem Niveau zu halten. Der Rampensignalgenerator 21 für die X-Ablenkung ist mit der Schaltungsanordnung für die Y-Ablenkung über ein Gatter 431 gekoppelt. Dies heißt, daß eine Abtastlinie erzeugt wird, die quer zu den Suchabtastlinien und durch den mutmaßlich angezeigten Mittelpunkt der Markierung verläuft. Die normale Abtastung im Y-Raster wird dadurch gesteuert, daß der Rampensignalgenerator 22 für die Y-Ablenkung mit einem Summierungspunkt 125 über ein durch das Phasensignal 0 1 gesteuertes Gatter 123 verbunden ist, das die Steuerschaltung 27 für die Y-Ablenkung speist. Die Bauteile 125 und 123 bilden Bauteile des weiter oben allgemein mit Schaltung 28 bezeichneten Teils.

Für die Prüfabtastung muß der Detektor 33 wieder ansprechen, wenn χ = yl ist. Ein Komparator 142 empfängt das vorher · durch die Aufnahme- und Halteschaltung 141 aufgenommene und gehaltene Signal für yl und der Ausgang des Detektors 33 wird beim Zuführen zu dem Schaltkreis für die Y-Ablenkung als Auswerteimpuls für das X-Rampensignal benutzt. Im Falle eines Richtigbefundes entsteht die Bit-Anordnung gemäß Fig. 2b durch zwei unterschiedliche transversale Abtastungen durch den gleichen Punkt, da die Markierung einen ringförmigen Aufbau hat. Wenn diese Verifizierung nicht auftritt, war die vorherige Anzeige des Punktes irrtümlich, so daß die Suchabtastung weitergeht. Selbstverständlich kann dieselbe Verifizierung für die Ring-Markierung 102 und die Anzeige ihres durch die Koordinaten x2, y2 gegebenen Mittelpunktes erfolgen.

Wenn zusammen mit einem Ausgang des UND-Gatters 39 oder danach ein Richtigbefund hinsichtlich der maximal zulässigen

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Verzögerung zwischen der Anzeige und der maximal zulässigen Koordinationsdifferenzen auftritt, so beendet der Ausgang die Anzeige des Ortes und der Orientierung der Kennzeichnung. Die Anzeige der Koordinaten xl, yl zeigt die Kennzeichnung selbst an, während die Anzeige der Koordinaten x2, y2 in Relation zu den Koordinaten xl, yl die Abtastrichtung zum Ablesen der Datenaufzeichnung identifiziert. Jetzt ist die vom Phasensignal 0 1 (oder 0*1) bestimmte Phase beendet und es beginnt die vom Phasensignal 0 2 bestimmte Phase.

Während der vom Phasensignal 0 2 bestimmten Phase wird die Datenaufzeichnung gelesen. Hierfür wird die Kennzeichnung, beginnend im Mittelpunkt der Markierung 101 als Abtaststartpunkt in Richtung auf die Markierung 102 entlang der Linie 105, die sich zwischen den beiden Punkten 1 und 2 erstreckt, abgetastet. Wenn das Phasensignal 0 1 (oder 0*1) falsch und das Phasensignal 0 2 richtig wird, schließt das Gatter 23 (und andere), während das Gatter (und andere) geöffnet wird (oder geöffnet bleibt, falls dort eine Richtxgbefundabtastung vorlag). Dementsprechend wird die Steuerschaltung 24 für die X-Ablenkung nicht länger von dem Rampensignalgenerator 21 für die X-Ablenkung gesteuert, während die Steuerschaltung 27 für die Y-Ablenkung nicht langer von dem Rampensignalgenerator 22 für die Y-Ablenkung gesteuert wird. Stattdessen wird das der Koordinate xl entsprechende aufgenommene und gehaltene Signal durch das Gatter 43 (über die Summierungspunkte 25 und 26) der Steuerschaltung 24 zugeführt und der Abtastpunkt springt auf den Punkt 1 der Markierung 101, da ein analoges Gatter in der Schaltung 28 das der Koordinate yl entsprechende Signal von der entsprechenden Aufnahme- und Halteschaltung der Steuerschaltung 27 zugeführt wird.

— 23 — U 0 S ΰ ü ΰ / 0 6 3 ! i

Gleichzeitig damit wird ein anderer besonderer Rampensignalgenerator 45 getriggert. Dieser Generator umfaßt einen hochverstärkenden Differentialverstärker 46, der aufgrund eines Rückkopplungskondensators 44 als integrierender Operationsverstärker betrieben wird. Ein Eingang des Verstärkers 46 liegt kapazitiv an Erde und wird hinsichtlich Wechselspannung auf Erdpotential gehalten. Der andere Eingang erhält ein summiertes Eingangssignal, das der Differenz x2 ~ xl =Ä χ entspricht. Das der Koordinate x2 entsprechende Signal wird von der Aufnahme- und Halteschaltung 42 über einen von einem Phasensignal 0 betätigten Schalter eines Gatters 47 zugeführt, während das der Koordinate xl entsprechende Signal, das der Aufnahme- und Halteschaltung 41 entnommen wird, dem Eingang des Verstärkers über einen anderen Schalter des Gatters 47 und einen Inverter 48 zugeführt wird. Dementsprechend besteht der Eingang des Generators 45 aus einem Rampensignal, dessen Steigung der Differenz Ax proportional ist. Dieses Signal wird über ein von einem einer Phase entsprechenden Signal betätigten Gatter 51 dem Summierungspunkt 25 zugeführt. Die Schaltmatrix 49 wird weiter unten erläutert; ihr Zustand ist gegenwärtig so, daß sie den Koordinaten xl und x2 entsprechenden Signale dem Eingang des Verstärkers 46 in der angegebenen Polarität zugeführt werden.

Solange die Eingänge des Differenzverstärkers 46 schwebend auf Null gehalten werden, ist der Ausgang eher Null als gleich dem Phasensignal 02. Wenn das Phasensignal 02 beginnt, erhält der Summierungspunkt 25 das xl-Signal und ein Rampensignal, dessen Steigung proportional Δ x ist, wodurch die Steuerschaltung 24 für die X-Ablenkung des Abtastsystems gespeist wird. In der Schaltung 28 ist eine analoge Anordnung vorgesehen, durch die die Summe

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eines der Koordinate yl entsprechenden Signals und eines Rampensignals gebildet wird, das proportional zur Differenz Δ γ = y2 - yl ansteigt. Die Proportionalitätsfaktoren für diese beiden Rampenschaltungen können durch angemessene Parameterwahl ähnlich gemacht werden, so daß die beiden erzeugten Rampensignale Steigungen besitzen, die jeweils proportional Δ x oder Δ y sind.

Es ist somit ersichtlich, daß der Abtastpunkt vom Punkt der Markierung 101 auf der Linie 105 nach rechts in Richtung auf den Punkt 2 der Markierung 102 läuft (s. Fig. 4). Diese richtungsmäßige Abtastung bleibt unabhängig von der Richtung richtig, d.h. unabhängig davon, ob A χ und A y beide positiv (wie in Fig. 4 angenommen) oder ob Λ χ oder ^\ y oder ^ χ und A y negativ sind. Der Verstärker 46 und der entsprechende Verstärker in der Schaltung 28 können positive und negative Eingänge erhalten und positive oder negative Rampen erzeugen.

Der Ausgang des Verstärkers 46 wird ebenfalls einem Komparator 52 eingespeist, der ebenfalls ein hochverstärkender Differentialverstärker mit Ausgangsblockierung oder leichter Sättigung sein kann und der als zweiten Eingang das der Differenz Δ χ entsprechende Signal möglicherweise über einen Isolationsverstärker und über einen Schaltkreis erhält. Solange das Rampensignal nicht auf den Wert A x angestiegen ist, kann der Ausgang des Komparators 52 negativ sein. Bei Gleichheit der Eingänge sorgt der Komparator 52 für einen steilen Nulldurchgang bis zu seinem entgegengesetzten (positiven) Sättigungsniveau, wodurch ein Steuersignal zum Umkehren des Zustandes der Schaltmatrix geliefert wird. Die Matrix 49 tauscht die den Koordinaten

u '·■: b' t ■:■ ν / ü £ 3 '■ ■■ - 25 -

xl und x2 entsprechenden Eingänge um. Dementsprechend wird ein dem Wert -Ax entsprechendes Signal dem integrierenden Verstärker 46 zugeführt, so daß der Integrator abwärts läuft bis er Null erreicht. Dementsprechend kehrt auch der Abtastpunkt um, bleibt jedoch auf der Linie 105. Der Ausgang des Komparators 52 bleibt positiv, bis das Rampensignal wieder auf Null zurückgefallen ist, worauf die Abtastung in X-Richtung wieder bei der Koordinate xl angekommen ist. Da die Schaltungsanordnung für die Y-Ablenkung analog arbeitet, ist der Abtastpunkt zu den Koordinaten xl, yl zurückgekehrt.

Damit die Schaltung ordnungsgemäß arbeitet, wenn Δ χ anfangs negativ ist, müssen die Eingänge für den Differentialverstärker oder Komparator 52 vertauscht werden, damit ordnungsgemäße Schaltzustände der Matrix 49 in Abhängigkeit von der Polarität des Ausgangspegels erhalten werden. Diese vorbereitende Schaltung der Eingänge sollte separat ausgeführt werden, bevor die dem Signal 02 entsprechende Phase beginnt, so daß sich die Schaltung in einem ruhenden Zustand befindet, wenn die Ableseabtastung in der 0 2-Phase beginnt. Demgemäß tastet ein Differentialverstärker die beiden Werte Δ χ dadurch ab, daß er direkt mit dem Ausgang der Aufnahme- und Halteschaltungen 41 und 42 verbunden ist. Der Ausgangszustand des Verstärkers 55 beim Abtasten der Polarität von Δ χ bestimmt den Zustand eines Schaltgliedes 54, das die Eingänge für den Differentialverstärker oder Komparator 52 in der dargestellten Weise für positive Δ χ aber in der entgegengesetzten Weise für negative A x miteinander koppelt.

Es ist leicht ersichtlich, daß durch die Anordnung entlang der Linie *105 vor- und rückwärts zwischen den Punkten 1 und

i* 0 L) ImJ 1. / 0 6 Ti (J - 26 -

abgetastet wird, solange die Halteteile in den ver- ■ schiedenen Aufnahme- und Halteschaltungen die Werte von xl, yl, x2 und y2 halten. Dieses Abtasten entlang der Linie 105 bewirkt jedoch nicht ein Abtasten der Daten,'da die Datenaufzeichnungen sich oberhalb und unterhalb dieser Abtastlinie befinden. Deshalb sind für die Ablesung der Daten noch zusätzliche Schritte notwendig. Hierfür werden über den Summierungspunkt 26 noch zusätzliche Signale eingeführt, durch die die Position des Abtastpunktes bestimmt wird.

Ein Blick auf die Fig. 4 läßt deutlich werden, daß die beiden Differenzen Δ x und Δ y eine bestimmte Richtung innerhalb des auf und in dem Abtastraster dargestellten Beobachtungsfeldes definieren, die auf und in dem Abtastraster durch ein Paar Koordinaten χ und y dargestellt und durch die Steuerschaltungen 24 und 27 definiert ist. Wenn die beiden Werte A χ und Δ y angezeigt werden, definieren sie eine Linie für die Abtastung zwischen den beiden Mittelpunkten der Markierungen. Somit definieren die Differenzen Δ χ und Δ. y eine bestimmte Richtung in bezug auf einen der Punkte mit den Koordinaten xl, yl oder x2, y2. Die beiden Transformationen Δ χ -* Δ y, Δ y-* - Δ χ = Δ x ~* ~ Λ Y) Δy —? -ό χ definieren jeweils eine Richtung, die orthogonal zu der Linie 105 in dem Beobachtungsfeld verläuft. Bei jedem Punkt x, y auf dieser Linie definieren die beiden Punkte χ -Ay, y + Δ x und χ+Δγ, y-Δχ eine Linie von querlaufender Richtung. Bei anderer Betrachtung dieser Relationen stellen die beiden oben definierten Punkte zwei zu der Linie 105 parallele Abtastlinien dar, wenn der Punkt x, y sich entsprechend einer Abtastlinie von dem Punkt xl, yl zu den-Punkt x2, y2 entlang-der Linie 105 verändert.

Bei der in Fig. 2 dargestellten Kennzeichnung stellen, wie in Fig. 5 gezeigt, die beiden gestrichelten Linien 113 und 114 jeweils die Mittellinien durch die Datenspuren 103 und 104 dar. Diese Mittellinien haben einen Abstand d von der Mittellinie 105, die sich zwischen den beiden Mittelpunkten der Markierungen erstreckt. Der Abstand zwischen den beiden Mittelpunkten der Markierungen ist D. Wenn der Faktor K als Verhältnis d/D definiert wird, dann besitzt ein Punkt in dem Abtastfeld mit den Koordinaten χ + K JS y, y — K A x einen Abstand d von der Abtastlinie 105. Ein Punkt x-K ^y, y + kAx besitzt ebenfalls von der AbtastlinielO5 den Abstand d, er liegt jedoch auf der anderen Seite davon. Da χ und y sich bei der Abtastung entlang der Linie 105 verändern (beispielsweise von xl, yl nach x2, y2), tasten diese beiden Punkte die beiden Mittellinien 113 und 114 der beiden Datenspuren ab, die links und rechts der Mittellinie 105 des Datenfeldes liegen.

Nach diesen vorausgeschickten Bemerkungen wird in der Beschreibung der Fig. 3 fortgefahren. Die beiden den Koordinaten yl und y2 entsprechenden Signale müssen in die Abtasteinrichtung für die x-Koordinate eingegeben werden, damit der Wert χ + K /\ y erhalten wird. Ein Verstärker 60, dessen Verstärkungsgrad kleiner als 1 ist (K ist kleiner als 1), bildet das Signal K Δ y, das in die Schaltungsanordnung für die Abtastung in X-Richtung mit positiver und negativer Polarität eingegeben wird. Zwei Gatter 61 und 62 steuern das alternierende Einschaltungssignal KAy unter Einfluß eines Hochfrequenzoszillators 63. Der Oszillator beeinflußt (triggert) ein jk-Flipflop 64, dessen Setz- und Zurücksetzausgänge die Schalter oder Gatter 61 und 62 steuern. Die Signalausgänge dieser Gatter werden dem Summierungspunkt 26 zugeführt, damit +KAy und -K Δ y dem xl + Rampensignal am Summierungspunkt 25

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überlagert wird. Als Folge davon springt der Abtastpunkt zwischen den Linien 113 und 114 hin und her. Die Springgeschwindigkeit muß dabei wesentlich schneller als die Abtastgeschwindigkeit sein, so daß die beiden Datenspuren 113 und 114 simultan mit zeitlicher Unterteilung in Multiplexform abgetastet werden.

Das Flipflop 64 steuert ebenfalls zwei Videosignalgatter 152 und 153 synchron mit der Steuerung der Lage des Abtastpunktes, so daß die beiden Gatter zwei Datenkanäle für die beiden Datenspuren bilden. Die Gatter 152 und 153 können Filter enthalten, die die Schwingungsfrequenz des Oszillators 63 ausfiltern, diese Filter müssen jedoch die Frequenz der Bits durchlassen, die beim Abtasten der dunklen Teile und der hellen Zwischenräume der Markierungen durch den Abtastpunkt entstehen. Diese hier vorgenommene Diskriminierung erfordert, daß die vielfache Frequenz des Oszillators 63 und die Datenbitfrequenz (die durch die Steigung des Rampensignalgenerators 45 und des entsprechenden Generators in der Schaltung 28 für die Y-Ablenkung definiert ist) genügend weit auseinander liegen, beispielsweise um eine Größenordnung.

Hier wird vorzugsweise eine weitere Verfeinerung durchgeführt. Die Gatter 152 und 153 werden durch ein verzögertes Phasensignal 0 2del geöffnet. Die Abtaststeuerung beginnt bei xl, y2, die Datenspuren beginnen jedoch erst, nachdem die radiale Ausdehnung der Ringe der Markierung überlaufen ist. Ebenso enden die Datenspuren ein wenig bevor der Mittelpunkt der Markierung 102 durch das hauptsächliche Abtastsignal vom Differentialverstärker 46 und dem Summierungspunkt 25 erreicht ist. Somit wird das Phasensignal 0 2del falsch, nachdem so viele Bits von

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beiden Spuren abgelesen worden sind. Für die umgekehrte Abtastung ist die Situation analog. Alternativ kann die durch den Komparator 52 gesteuerte rückwärts laufende Abtastung auf einen Wert, der kleiner als A χ ist, ansprechen, so daß sich eine etwas frühere Umkehr ergibt.

Die Datengatter 152 und 153 sind mit einer Datenverarbeitungsschaltung 155 verbunden, in der die Daten gesammelt und auf Korrektheit und Legalität geprüft werden. Auch die in richtiger und in Rückwärtsrichtung gelesenen Oaten müssen verglichen werden. Bezüglich Einzelheiten, die hier analog angewendet werden können, wird auf die US-Anmeldungen Nr. 818.030 vom 21. April 1969 und Nr. 55.006 vom 5. Juli 1970 verwiesen. In diesen Anmeldungen ist die Möglichkeit beschrieben, daß die Datenablesung wiederholt werden kann oder daß sogar die Suchabtastung wiederholt wird, beispielsweise wenn die Datenablesung ohne Anzeige der Kennzeichnungsausrichtung und/oder -position durchgeführt wurde.

Wie ersichtlich ist, gestattet der asymmetrische Aufbau der Positionsidentifizierungscodes bzw. -markierungen (PIC) die genaue Feststellung der Lage und der Ausrichtung des Datenfeldes, während die angezeigten Werte und erzeugten Signale eine direkte Steuerung der Datenspurabtastung gestatten, die im Falle mehrerer Datenspuren vielfach sein kann, damit sämtliche Spuren in einem Lauf abgelesen werden. Vor dem Ablesen der Daten erfolgt eine Suchabtastung, in der die Lage und Ausrichtung des Datenfeldes mehr oder weniger simultan angezeigt wird. Die modifizierte Kennzeichnung gemäß Fig. 6 setzt voraus, daß diese Phasen aufgeteilt sind in eine Suche nach der Lage und eine Phase zum Anzeigen der Ausrichtung. Die Suchphase beschränkt

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sich auf die Anzeige eines einzigen Positionsidentifizierungscodes, der, wie beschrieben, eine mehr oder weniger komplizierte Ausbildung besitzt. Die Mittelpunktskoordinaten xl, yl werden - wie vorher beschrieben — gespeichert, wodurch die Phase des Suchens nach dem Datenfeld beendet und seine Lage gefunden worden ist.

In Fig. 7 sind das Schieberegister 32, die beiden Detektoren bzw. Decodierer 33 und 35, der Rampensignal— generator 21 und die Aufnahme- und Halteschaltung 41 für die Koordinate xl dargestellt. Der Ausgang des Detektors 35 triggert über das UND-Gatter 39 die Phasensteuerungseinheit, um das Phasensignal 0 1 zu erhalten. Diesem Phasensignal entsprechend wird der Koordinatenwert xl wie vorher über den Summierungspunkt 25 der Schaltungsanordnung für die X-Ablenkung zugeführt, wodurch der Abtaststrahl auf den Mittelpunkt der Markierung gebracht wird. Zusätzlich wird ein Sinuswellengenerator eingeschaltet, von dem über einen Verstärker 71 mit Verstärkungsregelung ein Sinussignal dem Summierungspunkt 25 zugeführt wird.

Bei der Schaltungsanordnung für die Y-Ablenkung ist entweder ein Kosinusgenerator vorgesehen oder es wird der Ausgang des Sinusgenerators 70 in einem Phasenschieber in seiner Phase um 90° verschoben, so daß sich ein Kosinussignal ergibt. Als Folge davon wird ein Kreis 10 7 rund um die Koordinaten xl, yl abgetastet. Der Verstärker 71 (und der entsprechende Verstärker in der Schaltungsanordnung für die Y-Ablenkung) bestimmt den Radius dieses Abtastkreises 107. Der Radius sollte so gewählt werden, daß der Abtastpunkt auf einem Kreis 107 läuft, der gerade außerhalb des äußeren Ringes der Markierung 101 liegt.

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Der dazwischenliegende Zwischenraum muß bis auf eine Markierung 106 frei von Informationsmarkierungen gehalten werden (so daß ein anhaltendes niedriges Videosignal taktmäßig in das Schieberegister eingegeben wird). Die Markierung 106 liegt direkt neben der Mittellinie 105 des Datenfeldes. Auf diese Markierung spricht ein Detektor 73 in der Weise an, daß eine "1" in die Eingabestufe gegeben wird, direkt nachdem viele oder zumindest einige "0" durchgeschoben worden sind.

Wenn der Detektor 73 anspricht, wird eine Verstärkungsregelungseinheit 74 getriggert, durch die die Verstärkung des Verstärkers 71 (und des entsprechenden Verstärkers in der Anordnung für die Y-Ablenkung) vergrößert wird, so daß der Radius des Abtastzirkels zumindest um die Länge des Datenfeldes (Kreis 108) vergrößert wird. Da nur der Radius und nicht der Azimuth der Abtastung geändert wird, springt der Abtastpunkt etwa auf einen Punkt 108', der auf einer Linie durch die Markierung 106 und durch den die Koordinaten xl, yl besitzenden Mittelpunkt geht und sich somit noch auf der Markierung befindet. Da vorausgesetzt ist, daß die Abtastung taktweise geschieht, trifft der Abtastpunkt bald auf eine Markierung 109, die auf der Mittellinie 105 liegt. Diese Markierung 109 ist die Vervollständigungsmarkierung für die Anordnung des Positionsidentifizierungscodes, durch die die Ausrichtung des Datenfeldes zum Punkt mit den Koordinaten xl, yl angegeben wird. Die Anzeige der Markierung 109 ist somit der Anzeige der Koordinaten x2, y2 äquivalent.

Wenn der Detektor 73 erneut anspricht, spricht auch eine Aufnahme- und Halteschaltung 75 am Ausgang des Verstärkers 71 an und liefert direkt ein Signal, das Λ χ entspricht. Alternativ dazu kann der Eingang der Aufnahme- und

J Ci

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Halteschaltung 75 mit dem Ausgang des Summierungspunktes gekoppelt sein, in welchem Falle der Wert x2 aufgenommen wird. Das weitere Verfahren kann dann genauso sein, wie in Fig. 3 im Hinblick auf die Ableseabtastung angegeben ist. Die Aufnahme- und Halteschaltung 75 kann zusätzlich gesperrt werden, um beispielsweise nur dann anzusprechen, wenn die Verstärkungsregelungseinheit 74 eine höhere Verstärkung und somit einen größeren Abtastkreis bewirkt hat.

Es soll auch noch erwähnt werden, daß in dem Fall, in dem zwei Positionsidentifizierungscodes identisch sind, die Phase der Ableseabtastung beginnt, nachdem die beiden Positionsidentifizierungscodes getrennt angezeigt worden sind. Die Datenabtastung kann dann von einem der Punkte in der richtigen Richtung beginnen, d.h. daß der Anfang und das Ende des Datenfeldes auf der Basis dessen bestimmt wird, daß nur die Abtastung in einer Richtung sinnvolle Daten ergibt. Es versteht sich, daß die Erfindung nicht auf die dargestellten Ausführungsbeäspiele beschränkt ist, sondern daß alle Veränderungen und Modifikationen möglich sind, durch die der grundlegende Gedanke der Erfindung nicht verlassen wird.

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Claims

Patentansprüche

Verfahren zu» Identifizieren von Objekten mittels Dateninformationen, wobei die Objekte in wahlloser Position und Ausrichtung und zu wahllosen Zeiten in einem bestimmten Gebiet erscheinen können und auf einer Oberfläche eine Kennzeichnung mit einer bestimmten Ausrichtung aufweisen, die zumindest in einer Datenspur angeordnete, kontrastierende Datenmarkierungen umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß die Kennzeichnung (100) mit einer Positionsidentifizierungsmarkierung (101, 102, 109) zur Bestimmung der Lage der Kennzeichnung und deren Beginn versehen wird, die eine Charakteristik besitzt, durch die die winkelmäßige Orientierung der Datenspur (103, 104) bestimmt werden kann, das bestimmte Gebiet (Abtast- und Suchfeld 10) zum Suchen einer Markierung (101, 102) und zur Anzeige deren Lage sowie der die winkelmäßige Orientierung der Datenspur angebenden Charakteristik abgetastet wird, eine Darstellung der Richtung und des Beginns der Daten der Datenspur in Abhängigkeit von der angezeigten Lage und winkelmSßigen Orientierung erzeugt wird und die Abtastung der Kennzeichnung dergestalt gesteuert wird, daß die Datenspur in Abhängigkeit von und auf der Basis der genannten Darstellung gelesen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Markierung(101, 102, 109) eine asymmetrische Charakteristik für die Bestimmung des Beginns und des Endes der Datenspur (103, 104) besitzt.

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3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Positionsidentifizierungsmarkierung (101) ein Ringmuster .besitzt, das aus einer Mehrzahl konzentrischer, miteinander kontrastierender Ringe besteht und die

durch
Asymmetrie zumindest eine zusätzliche Markierung (102,

109) gebildet wird, die in bestimmter Beziehung zu dem Mittelpunkt (1) der Ringe und der Ausdehnung der Daten der Kennzeichnung (100) steht, und das Abtasten und Suchen das Aufsuchen des Mittelpunktes der Ringe und die Anzeige eines bestimmten symmetrischen Bit-Musters umfaßt.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Markierung (102) ein zweites Ringmuster besitzt, das sich von dem ersten Ringmuster hinsichtlich des Abstandes der Ringe voneinander und/oder der Anzahl der Ringe unterscheidet, und die Anzeige die Anzeige des Mittelpunktes (2) des zweiten Ringmusters umfaßt, wobei die beiden Mittelpunkte (1, 2) der Ringmuster die Richtung der Abtastung der Daten der Kennzeichnung definieren.
5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die angezeigte Lage des Ringmusters dadurch überprüft wird, daß eine Abtastung durch den Mittelpunkt des Ringmusters in einer anderen Richtung vorgenommen und festgestellt wird, ob das gleiche symmetrische Bit-Muster erzeugt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Markierung aus einer Kontrastmarkierung (109) an einem Ende der Kennzeichnung (100) besteht und die Anzeige der Richtung das Abtasten entlang eines Kreises um den Mittelpunkt (1) des ersten Ringmusters

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umfaßt, bei dem die zusätzliche Markierung angezeigt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Darstellung der Richtung und des einen und des anderen Endes der Kennzeichnung (100) die Anzeige einer ersten und einer zweiten Koordinatendifferenz (Ji χ und Δ y) gehört und die Abtastung der Kennzeichnung entlang einer die Ausrichtung der Daten angebenden Linie (105) mittels getrennter Rampensignalgeneratoren geschieht, deren Steigung jeweils einer der Koordinatendifferenzen proportional ist.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Abtastung der Kennzeichnung (100) ein Multiplexvorgang zum gleichzeitigen Abtasten zweier sich entlang der Linie (105) erstreckender paralleler Datenspuren (103, 104) überlagert wird.
9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Positionsidentifizierungsmarkierung zwei getrennte Ringmuster umfaßt, zwischen denen sich die Datenspur erstreckt.
10. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1-9, wobei zumindest zwei parallele Datenspuren auf der Kennzeichnung vorgesehen sind, gekennzeichnet durch Einrichtungen zum rasterförmigen Abtasten des bestimmten Gebietes und zur Anzeige der Kennzeichnung (100), durch die Signale gebildet werden, die einen Anfangspunkt und die Richtung zum Ableseabtasten

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der Daten darstellen, Einrichtungen, die in Abhängigkeit von den die Richtung darstellenden Signalen weitere Signale erzeugen, die eine dazu querlaufende Richtung repräsentieren, Einrichtungen zum Erzeugen von Rampensignalen zur Steuerung einer Ableseabtastung der Daten in Abhängigkeit von den die Richtung dieser Daten darstellenden Signalen, schnelle Multiplex-Einrichtungen zum Überlagern der die querlaufende Richtung angebenden Signale auf die Rampensignale, wodurch zwei parallele Abtastlinien zum gleichzeitigen Abtasten der beiden Datenspuren (103, 104) erhalten werden, und Ableseeinrichtungen, die synchron mit den Multiplex-Einrichtungen arbeiten und die beiden Datenspuren ablesen.
11. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1-9, wobei die Daten in einer oder mehreren parallelen Datenspuren angeordnet sind, gekennzeichnet durch Einrichtungen zum Abtasten des bestimmten Gebietes in einem das Gebiet überdeckenden, aus einer Vielzahl von Linien bestehenden Raster, Einrichtungen zur Erzeugung eines den optischen Inhalt des abgetasteten Gebietes angebenden Signals, Einrichtungen, die in Abhängigkeit von diesem Signal einen bestimmten Verlauf dieses Signals als Darstellung eines bestimmten Punktes (1) der Kennzeichnung anzeigen, Einrichtungen, die in Abhängigkeit von diesem Signal einen bestimmten Verlauf dieses Signals als Darstellung eines in bestimmter Beziehung zu dem ersten Punkt (1) stehenden zweiten Punktes (2) anzeigen, und durch von den erstgenannten Einrichtungen unterschiedliche Einrichtungen zum Ableseabtasten, durch die die Abtastung der Kennzeichnung (100) in Abhängigkeit von der räumlichen Beziehung der beiden Punkte (1, 2) zueinander dergestalt gesteuert wird, daß die Ableseabtastung die Datenspuren überstreicht.

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12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zum Ableseabtasten zwei gleichzeitig zwei unterschiedliche Richtungen repräsentierende Rampensignale erzeugende Rampensignalgeneratoren umfassen, die in Abhängigkeit von die Koordinatendifferenzen der beiden Punkte (1, 2) in den unterschiedlichen Richtungen darstellenden Signalen gesteuert werden.
13. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Poeitionsidentifizierungsmarkierung (IOD ein Ringmuster besitzt und die Einrichtungen zum Anzeigen des Mittelpunktes (1) dieses Musters einen Detektor (35) umfassen, der auf einen bestimmten, symmetrischen, beim Durchlaufen dieses Mittelpunktes des Ringmusters durch eine Abtastlinie erzeugten Signalverlauf anspricht.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13,' dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zum Anzeigen des Mittelpunktes (1) dieses Ringmusters einen zweiten Detektor (35) umfassen_r der dergestalt auf die Hälfte des erzeugten Signalverlaufs anspricht, daß ein bestimmter Punkt (1) der Kennzeichnung angezeigt wird.
15. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 *» 9, wobei die Datenspur oder die Datenspuren in ihrer Lage und Ausrichtung durch zumindest eine . zu ihnen in einer bestimmten Relation stehende Markierung bestimmt werden, gekennzeichnet durch Einrichtungen zum Abtasten des bestimmten Gebietes in einem das Gebiet überdeckenden, aus einer Vielzahl von Linien bestehenden Raster, Einrichtungen zur Erzeugung eines den optischen Inhalt des abgetasteten Gebietes angebenden Signals, Einrichtungen

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zum Umsetzen dieses Signals in eine Folge von Signalbits, Einrichtungen zum Erkennen einer bestimmten Signalbitfolge, die zumindest einen Teil der abgetasteten Markierung darstellt, mit den letztgenannten Einrichtungen verbundene Einrichtungen, durch die die erstgeannten Einrichtungen dergestalt gesteuert werden, daß eine wiederholte Abtastung der Markierung zur Überprüfung einer richtigen Anzeige des Anfangspunktes für die Ableseabtastung der Daten durchgeführt wird, eine mit den obigen Einrichtungen verbundene Einrichtung zur Erzeugung von zwei Signalen, die die Ausrichtung der Datenspuren in dem bestimmten Gebiet anzeigen, Rampensignalgeneratoren, die Rampensignale von diesen zwei Signalen erzeugen, und Steuereinrichtungen zur Steuerung der Ableseabtastung für die Daten vom Anfangspunkt (1) aus in der durch die Rampensignale repräsentierten Richtung.

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